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工作面过空巷基本顶超前破断压架机理及控制技术研究

发布时间:2019-01-24 19:50
【摘要】:基本顶超前破断及压架研究对工作面过空巷、进入回撤通道安全保障有重要意义。通过相似模拟得到了工作面过大断面空巷基本顶超前破断前后覆岩破断特征、围岩应力及支架载荷。研究表明:在基于圣华煤业复采工作面围岩条件的相似模拟实验中,工作面通过12 m宽不支护空巷时,基本顶会发生超前破断。导致基本顶上方亚关键层随基本顶破断、滑落,支架上载荷由4 000 kN激增到12 500 kN再到16 200 kN,支承应力升高并前移。从理论上研究了超前程度、围岩条件、开采技术对破断后基本顶稳定性的影响,结果表明:随超前破断距离增大,阻止关键块所需阻力成倍增加;随自由空间高度的增加、块度的增加,基本顶结构稳定性降低;亚关键层破断会导致所需支架阻力激增,单从提高支架阻力来维持超前破断后基本顶结构稳定性不可行,应当从防止基本顶超前破断来预防切顶压架事故。提出了针对此类工作面的控制技术,现场应用效果明显。
[Abstract]:The research on the basic roof breaking ahead and the press frame is of great significance to the safety guarantee of the working face passing through the empty roadway and entering the retreat passage. Through the similarity simulation, the characteristics of overburden rock fracture, surrounding rock stress and support load are obtained before and after the basic roof breaking of the oversized hollow roadway. The research shows that in the similar simulation experiment of surrounding rock condition of the compound mining face of Sanhua coal mining industry, when the face passes through 12 m wide and does not support the empty roadway, the basic roof will break ahead. As a result, the subcritical layer above the base roof breaks and slides, and the load on the support increases from 4 000 kN to 12 500 kN, then to 16 200 kN, the supporting stress increases and moves forward. The influence of advance degree, surrounding rock condition and mining technology on the stability of the basic roof after breaking is studied theoretically. The results show that the resistance required to prevent the key block increases exponentially with the advance breaking distance increasing; With the increase of the height of free space and the increase of block size, the stability of the basic top structure decreases. The failure of the subcritical layer will lead to the surge of the support resistance. It is not feasible to maintain the stability of the basic roof structure by simply increasing the support resistance, so it is necessary to prevent the breaking of the top frame from the prevention of the breakage of the basic roof. The control technology for this kind of working face is put forward, and the application effect is obvious.
【作者单位】: 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院;太原理工大学矿业工程学院;黑龙江科技大学矿业工程学院;
【基金】:国家“十二五”科技支撑计划资助项目(2012BA1313B04) 国家自然科学基金资助项目(51574114) 国家重点研发计划资助项目(2016YFC0600901)
【分类号】:TD355

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本文编号:2414789

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